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    重庆时时彩交流qq群号: 老空水疏放钻孔防堵装置.pdf

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    老空水 疏放 钻孔 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110063408.X

    申请日:

    2011.03.16

    公开号:

    CN102162374A

    公开日:

    2011.08.24

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):E21F 16/00变更事项:专利权人变更前:中煤科工集团西安研究院变更后:中煤科工集团西安研究院有限公司变更事项:地址变更前:710075 陕西省西安市高新技术产业开发区锦业一路82号变更后:710075 陕西省西安市高新技术产业开发区锦业一路82号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21F 16/00申请日:20110316|||公开
    IPC分类号: E21F16/00 主分类号: E21F16/00
    申请人: 中煤科工集团西安研究院
    发明人: 姬中奎; 刘其声; 靳德武; 王新
    地址: 710075 陕西省西安市高新技术产业开发区锦业一路82号
    优先权:
    专利代理机构: 西安新思维专利商标事务所有限公司 61114 代理人: 黄秦芳
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110063408.X

    授权公告号:

    |||102162374B||||||

    法律状态公告日:

    2014.04.09|||2013.01.02|||2011.10.05|||2011.08.24

    法律状态类型:

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种采空区老空水钻孔疏放防堵孔装置。本发明要克服现有方法存在的费工、费时、成本高,同时不能有效解决钻孔堵孔的问题。所提供的技术方案是:一种老空水钻孔疏放防堵孔装置,包括从上到下依次联接的钻头、支撑管、短节和支撑管上设置的扩张机构,钻头和支撑管上均设置有泄水孔且两者之间通过螺纹联接,支撑管和短节通过花键联接,支撑管的管壁内径上大下小,过渡处设置有变径台阶,所述的扩张机构包括上支撑环、弹簧、下支撑环和连杆机构,上支撑环和下支撑环分别和弹簧的两端连接,两连杆机构的两个自由端部分别固定于上支撑环和下支撑环,两连杆机构设置于管壁上开设的垂向滑槽中,上支撑环固定连接于支撑管的内壁。

    权利要求书

    1.一种老空水钻孔疏放防堵孔装置,其特征在于:包括从上到下依次联接的钻头(1)、支撑管(2)、短节(7)和支撑管(2)上设置的扩张机构,钻头(1)和支撑管(2)上均设置有泄水孔(3)且两者之间通过螺纹联接,支撑管(5)和短节(7)通过花键联接,支撑管(2)的管壁内径上大下小,过渡处设置有变径台阶,所述的扩张机构包括上支撑环(6)、弹簧(4)、下支撑环(9)和连杆机构,上支撑环(6)和下支撑环(9)分别和弹簧(4)的两端连接,两连杆机构的两个自由端部分别固定于上支撑环(6)和下支撑环(9),两连杆机构设置于管壁上开设的垂向滑槽中,上支撑环(6)固定连接于支撑管(2)的内壁。2.根据权利要求1所述的老空水钻孔疏放防堵孔装置,其特征在于:所述的上支撑环(6)固定连接于变径台阶上。3.根据权利要求1或2所述的老空水钻孔疏放防堵孔装置,其特征在于:所述的岩心管钻头(1)和支撑管(2)之间联接有连接管。

    说明书

    老空水疏放钻孔防堵装置

    技术领域

    本发明属矿井探放水技术领域,涉及矿井采空区积水疏放装置,具体指一种采空区老空水钻孔疏放防堵孔装置。

    背景技术

    煤矿生产过程中,煤层开采后会形成采空区,由于顶板冒落后采空区跨落物不密实有空隙,一段时间后采空区会有积水现象,这种积水被称为老空水。采空区老空水的积水量大小与该采空区附近的水源补给程度有关,一般情况下老空区都有积水存在,且时间越长积水越多。老空水是矿井面临的基本水害之一,上层老空水会威胁下层煤层的开采,高位同层老空水会威胁低位同层煤层的开采。

    探放水是防治老空水的基本方法和手段,探放水包括“探水”和“放水”两项内容,若老空区无水,探查后可进行正常采掘活动,若老空区有水则需要采取疏放措施将水疏干,之后再开始采掘作业。探放水实施中一般利用钻机在下层煤巷道朝上层煤采空区打钻孔,或者在同层低处巷道朝高处采空区打钻,因此探放水钻孔基本都是上仰孔甚至是垂直上仰孔。

    由于采空区在积水过程中底部沉淀有煤泥岩粉等碎屑类细颗粒物质,故探放水钻孔打通采空区底板疏放老空水时,随着水流下泄,泥质物被携带进入钻孔,故放水中探放水钻孔的出口端经?;岢鱿侄氯窒?,使老空水得不到疏放或者钻孔的老空水放水量极小。

    对于钻孔被堵塞,常见的处理方法一是利用钻机反复多次透孔,将淤积物疏通,然后透开水流进行放水;二是通过多打钻孔进行多孔放水。这两种方法存在的问题是:1、钻探工作量大、工程成本高、耗费时间长,钻机透开孔移走后若堵孔还得再搬回来再次重复透孔;2、现有方法和工艺未能从根本上有效地解决钻孔被堵塞,不能保证撤钻后钻孔放水中不发生再次堵塞水流的问题。

    发明内容:

    本发明的目的要提供一种老空水钻孔疏放防堵孔装置,以克服现有方法存在的费工、费时、成本高,同时不能有效解决钻孔堵孔的问题。

    为实现上述目的,本发明提供的技术方案是:一种老空水钻孔疏放防堵孔装置,其特征在于:包括从上到下依次联接的钻头、支撑管、短节和支撑管上设置的扩张机构,钻头和支撑管上均设置有泄水孔且两者之间通过螺纹联接,支撑管和短节通过花键联接,支撑管的管壁内径上大下小,过渡处设置有变径台阶,所述的扩张机构包括上支撑环、弹簧、下支撑环和连杆机构,上支撑环和下支撑环分别和弹簧的两端连接,两连杆机构的两个自由端部分别固定于上支撑环和下支撑环,两连杆机构设置于管壁上开设的垂向滑槽中,上支撑环固定连接于支撑管的内壁。

    上述上支撑环固定连接于变径台阶上。

    上述岩心管钻头和支撑管之间联接有连接管。

    对比可知,现有技术仅仅通过疏通钻孔并借助水流冲开孔端已堵泥质物,但由于老空区内充填物的成分复杂,有煤块、煤泥、碎石、岩粉等物质,随着老空水在放水中流动,水流携带泥质物可能重新汇集孔口并再次堵塞钻孔,使问题再度显现。本发明改变了现有技术在解决堵孔中的不确定性和低保证性,不是设法疏通泥质物,而是突破性地提出通过预埋管防止泥质物进入钻孔的防堵方法,在钻孔顶端的采空区底部预先埋设支撑管,并使预埋管管口高出泥质层,从而使大量的老空水可通过再造的高位孔口自由流下,同时泥质物一般不会进入钻孔,减少了钻孔被堵塞隔水的可能性,极大增加了单个钻孔疏放老空水的成功率。

    与现有技术相比,本发明具以下优点:

    1、利用支撑管做假孔并穿透泥质层,疏放水中阻挡泥质物流入钻孔,可从根本上有效防止钻孔被堵塞;

    2、采用本方法探放水工程中无需反复透孔或重新移钻打孔,节省了钻探工程量和工程时间,极大地提高了工作效率,减少了工程成本;

    3、本装置机构简单,便于加工制作;

    4、本装置使用方便简捷,便于现场人员操作使用;

    5、本装置适用性强,可适用于井下各种回转钻机和钻具。

    附图说明

    图1为实施中本装置在钻孔中钻进;

    图2为实施中本装置进入老空区后支撑杆打开和退钻;

    图3为本装置支撑管及短节A-A剖视图;

    图4为本装置支撑管及短节B-B剖视图;

    附图标记说明如下:

    1-钻头,2-支撑管,3-泄水孔,4-弹簧,5-支撑杆,6-上支撑环,7-短节,8-滑槽,9-下支撑环。

    具体实施方式

    ????下面结合附图对本发明进行详细地说明。

    实施例1

    参见图1-图2,一种老空水疏放钻孔防堵孔装置,包括从上到下依次联接的钻头1、支撑管2、短节7和支撑管2上设置的扩张机构,钻头1和支撑管2上均设置有泄水孔且两者之间通过螺纹联接,支撑管1和短节7通过花键联接,支撑管2的管壁内径上大下小,过渡处设置有变径台阶,所述的扩张机构包括上支撑环6、弹簧4、下支撑环9和连杆机构,上支撑环6和下支撑环9分别和弹簧4的两端连接,两连杆机构的两个自由端部分别固定于上支撑环6和下支撑环9,两连杆机构设置于管壁上开设的垂向滑槽8中,上支撑环6固定连接于支撑管2的内壁上。

    为了设置方便,上支撑环6固定连接于支撑管2中的变径台阶上。

    以上所述钻头是外缘为楔形的结构形式,使用时可根据钻孔堵塞情况改变钻头的坡度和厚度,以便钻头顺利穿过堵塞段;

    本发明使用方法是:当探放水钻孔终孔退出钻杆后,若钻孔内老空水的流量小,或钻孔被堵无老空水流出,可在普通钻杆上连接短节7,然后在短节7上安装已装入弹簧4、支撑杆5、上支撑环6和下支撑环9的支撑管2,再在支撑管2上连接钻头1。由于钻孔是上仰孔,在钻头1和支撑管2等物的重力作用下,弹簧4受力压缩,支撑杆5合拢于滑槽8中。将处于合拢状态的本装置放入钻孔口中,由于短节7和支撑管2之间有花键连接,钻杆转动后可带动短节7转动,短节7转动可依次带动支撑管2和钻头1转动??颊5南蛏仙鬃杲?,由于本装置有钻头1,钻孔偶有塌孔缩径不会影响正常钻进。钻头1进入堵孔处,加大泵量泵压冲刷堵孔物质,并适当增大钻机转速,但钻进给进速度要控制好,直到钻头1扫开堵孔物进入采空区,此时泥浆泵会泄压,若停泵并卸开钻杆与水管之间连接的水辫,钻杆内会有大量老空水流出来,表明本装置已进入充满水、碎石、煤泥等杂物的采空区且管口已高于泥质层。在泥质物的挤压下,支撑管被裹挟在泥质物中,此时停止钻进,向下退出钻杆,弹簧3即刻伸长张开支撑杆5,将支撑管2固定在老空区中泥质物等杂物中,使支撑杆在以后放水中不致掉入钻孔。支撑杆张开后,逐步将钻杆退出钻孔,即可开始正式疏放水,直到将老空水的水位疏降至钻头孔口标高处。此时若泄水孔未全部堵塞,还可继续疏放老空水将其水位降至最低泄水孔处标高,泄水孔的孔径小,有泥质物进入管内可被自上而下的流水冲走而不会堵孔。

    本装置为一次性使用品,进入采空区后不可回收,虽材料有消耗,但比起重新透孔或新打孔所消耗的人力物力和时间成本,总体效益要好得多。

    实施例2

    由于老空区堆积物的杂乱复杂性,若泥质物的厚度较大,可根据其厚度在钻头1和支撑管2之间增加连接管,此连接管为正常的岩心管即可。

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